第一批走地球的動(dòng)物的分子鐘日期與化石記錄不符。比較兩個(gè)不同物種的不同DNA并推斷它們從一個(gè)共同祖先變異需要多長(zhǎng)時(shí)間，這表明動(dòng)物存在于833-6.5億年前，但迄今為止發(fā)現(xiàn)的最古老的動(dòng)物化石只能追溯到5.8億年。一種解釋是化石記錄中的缺點(diǎn)-動(dòng)物確實(shí)存在，但是直到5.8億年前，巖石和環(huán)境才適合化石?，F(xiàn)在，能量色散X射線光譜法和高分辨率紅外光譜法已經(jīng)確定了古代微化石周圍泥巖中的礦物，對(duì)其形成的見解表明，迄今為止迄今為止發(fā)現(xiàn)的第一批動(dòng)物化石開始形成之前，就已經(jīng)存在了正確的化石條件。結(jié)果可能暗示如何最好地尋找火星上的生命證據(jù)。

動(dòng)物是地球上相對(duì)較新的發(fā)展，大約存在3.5至40億年的微生物。“然后，在最近的5億年之前，事情突然變大了，我們第一次有了動(dòng)物，”英國(guó)牛津大學(xué)地球科學(xué)研究員羅斯·安德森說(shuō)。他正在尋找超過(guò)5億年歷史的微生物的化石，這些化石早于這種較大生命形式的“寒武紀(jì)爆炸”。

長(zhǎng)期以來(lái)，專家一直認(rèn)為寒武紀(jì)爆炸之前沒有生命記錄。在1950年代，加拿大發(fā)現(xiàn)了一塊微火石中的“微化石”，該化石早于較大的化石，即“火石石”，促使人們開始尋找更多的微化石。熟石灰和磷酸鹽的保存過(guò)程已廣為人知，但事實(shí)證明，絕大多數(shù)微化石都在泥巖中發(fā)現(xiàn)，其形成過(guò)程仍不清楚，這是為什么有些泥巖中含有微化石而其他人沒有的原因。羅斯說(shuō)：“我們想知道，'這些泥巖的化學(xué)性質(zhì)是否非常精確，并且會(huì)成為我們?cè)谄渲姓业交膸r石的特征?”

高嶺石線索

在較年輕的泥巖中也發(fā)現(xiàn)了大型動(dòng)物的化石，其中包括缺乏堅(jiān)硬的骨骼或外殼的動(dòng)物，這些骨骼或外殼對(duì)腐爛具有抵抗力。在加拿大一塊名為Burgess頁(yè)巖的石塊中發(fā)現(xiàn)了其中幾種化石，這引發(fā)了關(guān)于形成這些較大化石的過(guò)程的許多假設(shè)。一種理論認(rèn)為，這些化石是通過(guò)類似于皮革鞣制的聚合過(guò)程在泥巖中形成的。泥巖中的粘土礦物與死動(dòng)物的有機(jī)物結(jié)合并聚合，使其軟組織更耐腐爛。但是，微化石中保存的細(xì)菌和藻類是由不同的有機(jī)材料制成的，因此懷疑是否會(huì)采用相同的工藝。

幾年前，安德森(Anderson)和他的同事們進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，以培養(yǎng)引起不同泥巖物質(zhì)腐爛的細(xì)菌。他們發(fā)現(xiàn)粘土礦物高嶺石(一種鋁硅酸鹽)抑制了細(xì)菌的生長(zhǎng)，這也可能有助于保護(hù)死動(dòng)物。盡管有關(guān)泥巖中大型動(dòng)物化石的礦物學(xué)信息尚不完善，但已知的觀點(diǎn)支持了一種觀點(diǎn)，即高嶺石在其保存中起著作用，甚至可能參與了聚合過(guò)程。安德森和他的同事們懷疑高嶺石是否可能存在于含有微化石的泥巖中，從而也有助于保護(hù)這些微生物。面臨的挑戰(zhàn)是如何在這些微小的稀有微化石中鑒定與細(xì)胞壁直接相鄰的礦物質(zhì)，以查看它們是否通過(guò)相同的過(guò)程得以保存。

通過(guò)在包含微化石的巖石層上切割微觀切片，然后在微化石的垂直剖面上進(jìn)行切割，他們能夠分辨微化石周圍幾微米厚的礦物暈。通過(guò)能量色散X射線光譜，他們能夠識(shí)別出光環(huán)中存在鋁，但無(wú)法確定確切的礦物。紅外光譜數(shù)據(jù)可提供有關(guān)樣品中的分子如何振動(dòng)或以其他方式對(duì)入射的紅外輻射做出反應(yīng)的信息，從而給出礦物的確切身份。但是，不同粘土的光譜非常相似，因此需要高分辨率的光譜以及較高的信號(hào)才能將它們區(qū)分開。為此，研究人員將它們帶到了鉆石光源的同步加速器中，在那里高分辨率的紅外光譜證實(shí)了光環(huán)是高嶺石。

暈輪含義

結(jié)果表明，與后來(lái)的大型動(dòng)物相同的過(guò)程保留了寒武紀(jì)以前的微生物。“因此，即使擁有相同類型的保存方式，在擁有8億年歷史的巖石中也沒有動(dòng)物這一事實(shí)-您所發(fā)現(xiàn)的都是細(xì)菌或藻類，這表明動(dòng)物確實(shí)是避風(fēng)港。當(dāng)時(shí)還沒有發(fā)展。”安德森說(shuō)。

此外，研究結(jié)果將努力指向發(fā)現(xiàn)高嶺石的熱帶地區(qū)尋找早期化石。它還可能為更遠(yuǎn)處的生命跡象提供指示。由于高嶺石的保存過(guò)程適用于如此廣泛的生物，包括微生物，因此在尋找化石外星生命方面似乎是一個(gè)有前途的研究領(lǐng)域，就像地球上最初的3.5到40億年的生命一樣，它可能是微生物也一樣安德森說(shuō)：“如果生命可能是微生物，而我們想在火星上尋找其痕跡，那么我們將更好地了解如何尋找化石微生物。”